Wskrzeszony człon kosmologiczny nie tylko wyjaśnia obecną przyśpieszaną i wcześniejszą hamowaną ekspansję, lecz także wydłuża wiek Wszechświata do prawie 14 mld lat (dzięki czemu pojawił się szeroki „margines bezpieczeństwa”, zezwalający na bezproblemowe narodziny najstarszych gwiazd). Ponadto człon ten dostarcza dokładnie tyle energii, ile potrzeba, by średnia gęstość była równa gęstości krytycznej. Fizycy wciąż jednak nie wiedzą, czy ta energia rzeczywiście pochodzi z kwantowej próżni. Waga problemu członu kosmologicznego nadała nowe znaczenie wysiłkom związanym z obliczaniem energii próżni. Zadanie „zważenia pustki” nie może już być odkładane na później, dla przyszłych pokoleń. Zagadka wydaje się teraz jeszcze trudniejsza niż wtedy, gdy fizycy próbowali stworzyć teorię, która objaśniałaby znikanie energii próżni. Dziś muszą wyjaśnić, dlaczego energia próżni jest różna od zera, ale tak mała, że zaczęła wpływać na kosmos dopiero kilka miliardów lat temu.

Oczywiście, dla prawdziwych uczonych nic nie może być bardziej podniecające niż zagadka takiej wagi, skali i głębi. Niezgodność szczególnej teorii względności i teorii grawitacji Newtona doprowadziła kiedyś Einsteina do stworzenia ogólnej teorii względności. Podobnie fizycy sądzą dziś, że teoria Einsteina jest niepełna, ponieważ nie daje się pogodzić z prawami mechaniki kwantowej. Obserwacje kosmologiczne mogą ujawnić podstawowe zależności między grawitacją i mechaniką kwantową. Einsteinowi wskazała drogę równoważność grawitacji i przyśpieszanych układów odniesienia. Być może innego rodzaju przyśpieszenie, tym razem kosmiczne, naprowadzi nas na właściwy trop. Teoretycy wskazali już kilka kierunków, w których możemy się posuwać. ZDANIEM WIELU FIZYKÓW obiecującą próbą połączenia mechaniki kwantowej z grawitacją jest teoria strun, którą obecnie często nazywa się Mteorią. Jedną z podstawowych idei, które doprowadziły do jej sformułowania, jest supersymetria (SUSY).

Dotyczy ona cząstek o spinie połówkowym (fermiony, takie jak kwarki i leptony) i cząstek o spinie całkowitym (bozony, takie jak fotony, gluony i inne cząstki przenoszące oddziaływania). W świecie, w którym obowiązuje SUSY, cząstka i jej superpartner mają taką samą masę. Na przykład supersymetryczny elektron (zwany selektronem) jest tak lekki jak elektron itd. Można wykazać, że w takim superświecie kwantowa pustka nie waży dokładnie nic: próżnia ma energię zerową. Wiemy jednak, że w rzeczywistym świecie żaden selektron tak lekki jak elektron nie może istnieć, ponieważ fizycy odkryliby go już dawno temu. Teoretycy dopuszczają więc możliwość, że masy supersymetrycznych partnerów są miliony razy większe niż masy zwykłych cząstek, co oznacza, że do ich wytworzenia trzeba użyć akceleratorów znacznie potężniejszych niż te, którymi dysponujemy. Oznaczałoby to, że SUSY jest symetrią złamaną, a kwantowa pustka może jednak trochę ważyć. Fizycy otrzymali modele łamania supersymetrii, w których absurdalnie dużą gęstość energii próżni udało się zmniejszyć o wiele rzędów wielkości. Niestety, jest ona ciągle zbyt duża, by zadowolić kosmologów. Nie oznacza to jednak porażki Mteorii, która jak niedawno odkryto, dopuszcza niemal nieskończoną liczbę różnych rozwiązań. Większość tych rozwiązań prawdopodobnie wyprodukowałaby o wiele za dużą energię próżni, ale niektóre mogłyby dostarczyć jej w pożądanych, niewielkich ilościach.



Tagi: dysk, sprzęt, promieniowanie

Podział strony